nghiên cứu quy trình phân tích tannin trong thực vật bằng phương pháp quang phổ và ảnh hưởng của tannin lên sự sinh khí mêtan

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA CÔNG NGHỆ
------------

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH PHÂN TÍCH
TANNIN TRONG THỰC VẬT BẰNG
PHƢƠNG PHÁP QUANG PHỔ VÀ ẢNH
HƢỞNG CỦA TANNIN LÊN SỰ SINH KHÍ
MÊTAN

CÁN BỘ HƢỚNG DẪN

SINH VIÊN THỰC HIỆN

GS.TS Nguyễn Văn Thu

Bùi Nguyễn Hồng Châu
MSSV: 2082166
Ngành: Công Nghệ Hóa Học - Khóa 34


Cần Thơ, 5/2012

Trƣờng Đại học Cần Thơ

Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam

Khoa Công Nghệ

Độc lập- Tự do- Hạnh phúc

Bộ môn Công Nghệ Hóa Học

--------------------------Cần Thơ, ngày 20 tháng 4 năm 2012

PHIẾU ĐỀ NGHỊ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP CHO SINH VIÊN
NĂM HỌC: 2011- 2012
1.Họ tên cán bộ hƣớng dẫn
GS. TS Nguyễn Văn Thu
2. Tên đề tài: Nghiên cứu quy trình phân tích tannin trong thực vật bằng
phƣơng pháp quang phổ và ảnh hƣởng của tannin lê sự sinh khí mêtan
3. Địa điểm thực hiện: Bộ môn Chăn Nuôi- Khoa Nông Nghiệp & Sinh học Ứng
Dụng và phòng thí nghiệm hóa hữu cơ- Bộ môn Công Nghệ Hóa Học
4. Số lƣợng sinh viên thực hiện: 01 sinh viên
5. Họ và tên sinh viên: Bùi Nguyễn Hồng Châu
Lớp: Công Nghệ Hóa Học

MSSV: 2082166
Khóa 34

6. Mục đích đề tài:
Xác định hàm lƣợng tannin có trong thực liệu bằng phƣơng pháp quang phổ (tính
theo vật chất khô %).
Đánh giá sự phân hủy của thực vật có chứa tannin trong điều kiện in vitro và ảnh
hƣởng của tannin lên sự sinh khí mêtan.
7. Các nội dung chính và giới hạn của đề tài
Xác định thành phần dinh dƣỡng của thực liệu

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƢỚNG DẪN
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
.


LỜI CAM ĐOAN
Kính gửi: Ban lãnh đạo Khoa Công Nghệ và các thầy cô trong Bộ môn Công
Nghệ Hóa Học
Em tên: Bùi Nguyễn Hồng Châu là sinh viên lớp Công Nghệ Hóa Học K34. Em
xin cam đoan tất cả các số liệu và kết quả trên đây trong thí nghiệm là hoàn toàn có
thật và chƣa đƣợc công bố trong tất cả các tạp chí khoa học khác. Nếu có gì sai sót em
xin chịu trách nhiệm trƣớc Khoa và Bộ môn.
Cần Thơ, ngày 20 tháng 4 năm 2012
Sinh viên thực hiện

Bùi Nguyễn Hồng Châu


LỜI CẢM ƠN
Qua ba tháng thực hiện đề tài, em đã học hỏi đƣợc nhiều kiến thức quý báo về
lĩnh vực mà em đã nghiên cứu và những kỹ năng thật cần thiết. Em xin chân thành cảm
tạ và biết ơn sâu sắc đến:
Quý thầy cô trong bộ môn Công Nghệ Hóa Học đã truyền đạt những kiến thức
quý báo trong suốt bốn năm học qua, và tạo điều kiện thuận lợi cho em trong quá trình
thực hiện đề tài.
Thầy Nguyễn Văn Thu đã tận tình hƣớng dẫn cho em trong suốt thời gian thực
hiện đề tài, cô Nguyễn Thị Kim Đông và anh Trƣơng Thanh Trung đã tạo điều kiện
thuận lợi cho em trong thời gian thực hiện đề tài.
Tập thể lớp Công Nghệ Hóa Học K34 đã giúp đỡ và động viên em trong quá
trình học tập tại trƣờng.
Em xin chân thành cảm ơn!


MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN
LỜI CẢM ƠN
MỤC LỤC
CHƢƠNG 1 ĐẶT VẤN ĐỀ.....................................................................................1
CHƢƠNG 2 CƠ SỞ LÝ LUẬN ...............................................................................3
2.1 Tannin .................................................................................................................3
2.1.1 Định nghĩa...................................................................................................3
2.1.2 Tính chất ......................................................................................................6
2.1.3 Công dụng....................................................................................................8
2.2 Ảnh hƣởng của tannin đến hoạt động sinh lý của gia súc ..................................9
2.2.1 Ảnh hƣởng đến sự tiêu hóa của gia súc ........................................................9

2.2.2 Ảnh hƣởng đến sự tăng trƣởng và phát triển của gia súc ...........................10
2.2.3 Ảnh hƣởng của tannin lên khả năng giảm khí mêtan ở dạ cỏ mà tăng
bypass protein ở gia súc nhai lại ............................................................................13
2.3 Các phƣơng pháp phân tích tannin ...................................................................15
2.3.1 Định lƣợng tannin bằng phƣơng pháp quang phổ so màu.........................15
2.3.2 Định lƣợng tannin bằng phƣơng pháp Lowenthal I...................................15
2.3.3 Định lƣợng tannin bằng phƣơng pháp Lowenthal II .................................16
2.3.4 Đánh giá tỷ lệ tiêu hoá bằng phƣơng pháp in vitro ...................................17
2.4 Thành phần dƣỡng chất của thực liệu...............................................................18


DANH MỤC HÌNH
Trang
Hình 2.1: Gallic axit ................................................................................................. 3
Hình 2.2 Axit hexahydroxydiphenic ........................................................................ 4
Hình 2.3: Hợp chất của flavan-3,4-diols .................................................................. 4
Hình 2.4: Một số dẫn xuất của phenolic .................................................................. 5
Hình 2.5: Tanninpyrogallic ...................................................................................... 8
Hình 2.6: Lá ổi ruột đỏ ........................................................................................... 21
Hình 2.7: Lá mận trắng .......................................................................................... 22
Hình 2.8: Cây chuối xiêm ...................................................................................... 23
Hình 2.9: Măng cụt ................................................................................................ 25
Hình 2.10: Cỏ lông tây ........................................................................................... 26
Hình 2.11: Cỏ voi ................................................................................................... 28
Hình 2.11: Cỏ mồm ................................................................................................ 29
Hình 2.12: Cỏ đậu lá nhỏ ....................................................................................... 30
....................................................................................................................................
Hình 2.14: Cây so đũa ............................................................................................ 35
Hình 2.15: Cây điên điển ....................................................................................... 37
Hình 2.16: Cây anh đào giả .................................................................................... 38

Hình 3.1: Thí nghiệm sinh khí in vitro ................................................................... 47


DANH MỤC BẢNG
Trang

Bảng 2.1: Ảnh hƣởng kháng dinh dƣỡng của tannin trong một số cây thức ăn gia súc
............................................................................................................................... .10
Bảng 2.2: Ảnh hƣởng kháng dinh dƣỡng của tannin trong một số cây thức ăn gia súc
nhiệt đới .................................................................................................................. 13
Bảng 2.3: Thành phần hóa học và giá trị dinh dƣỡng của lá ổi ruột đỏ ................ 20
Bảng 2.4: Thành phần hóa học và giá trị dinh dƣỡng của lá chuối xiêm............... 23
Bảng 2.5: Thành phần hóa học và giá trị dinh dƣỡng của cỏ lông tây................... 27
Bảng 2.6 : Thành phần hóa học và giá trị dinh dƣỡng của cỏ voi ......................... 28
Bảng 2.7: Thành phần hóa học và giá trị dinh dƣỡng của cỏ mồm ....................... 29
Bảng 2.8: Thành phần hóa học và giá trị dinh dƣỡng của cỏ đậu lá nhỏ ............... 30
Bảng 2.9: Thành phần hóa học của rơm và giá trị dinh dƣỡng của rơm ................ 33
Bảng 2.10: Thành phần dinh dƣỡng của lá So đũa theo BoGolh, 1981 ................. 35
Bảng 2.11: Thành phần hóa học và giá tri dinh dƣỡng của lá điên điển ............... 37
Bảng 2.11: Thành phần hóa học và giá trị dinh dƣỡng của cây anh đào giả ......... 38
Bảng 4.1: Thành phần dƣỡng chất của thực liệu ................................................... 49
Bảng 4.2: Hàm lƣợng tannin (condense tannin) của thực liệu đem phân tích bằng
phƣơng pháp quang phổ so với phƣơng pháp Loventhal I & II .................... 51
Bảng 4.3: Sự phân hủy hợp chất hữu cơ (OM) của thực liệu và các lƣợng khí sản
xuất ra sau 48 giờ trong thí nghiệm ........................................................................ 53


DANH SÁCH CHỮ VIẾT TẮT
Chữ viết tắt

Chữ viết đầy đủ

Ash

Khoáng tổng số

CF

Crude fiber (Xơ thô)

CP

Crude protein (Prootein thô)

DM

Dry matter (Vật chất khô)

EE

Ether extract (Béo thô)

NDF

Neutral detergent fiber (Xơ trung tính)

NFE

Chiết chất không đạm

CT

Condensed tannin

HT

Hydrolyzable tannin

CTS

Condensed tannins

HTS

Hydrolyzable tannins

DĐVN

Dƣợc Điển Việt Nam


DANH SÁCH SƠ ĐỒ VÀ ĐỒ THỊ
Sơ đồ 3.1: Quy trình phân tích tổng quát..................................................................... 41
Sơ đồ 3.2: Quy trình phân tích tannin bằng phƣơng pháp Loventhal I ................... 43
Sơ đồ 3.3: Quy trình phân tích tannin bằng phƣơng pháp Loventhal II .................. 45
Sơ đồ 3.4: Quy trình phân tích tannin bằng phƣơng pháp quang phổ ..................... 46
Biểu đồ 1: Mối quan hệ tuyến tính giữa khí thải CO2 và CH4 ................................. 54
Biểu đồ 2: Mối quan hệ tuyến tính giữa sự phân hủy vật chất hữu cơ (OM) và lƣợng
khí sinh ra ........................................................................................................................ 55

CHƢƠNG 1
ĐẶT VẤN ĐỀ
Các nhà khoa học cho rằng thế kỷ vừa qua, nhiệt độ trung bình của Trái đất đã
tăng thêm 1oC do việc tích lũy các chất khí cacbondioxit (CO2), mêtan (CH4) và các
khí thải gây hiệu ứng nhà kính khác trong không khí (nhƣ NO2, HFCs, SF6)-sản phẩm
sinh ra từ việc đốt nhiên liệu hóa thạch trong các nhà máy, phƣơng tiện giao thông và
các nguồn khác. Những hiện tƣợng trên điều do biến đổi khí hậu gây nên. Biến đổi khí
hậu đƣợc gọi là toàn cầu vì nó diễn ra hầu hết mọi nơi trên thế giới. Đặc biệt, Việt
Nam đứng thứ năm trong danh sách các nƣớc chịu ảnh hƣởng bởi khí hậu toàn cầu. Vị
trí địa lý Việt Nam khiến Việt Nam rất dễ bị tổn thƣơng trƣớc những biến đổi khí hậu
cả về hình thái khí hậu khi mực nƣớc biển tăng, lẫn diện tích canh tác sẽ bi thu hẹp.
Nếu không có những biện pháp phù hợp và hiệu quả để giảm thiểu các tác hại của biến
đổi khí hậu, hậu quả sẽ khôn lƣờng”. (Phan Bao Minh et al., 2009)
Phƣơng pháp in vitro sinh khí đã đƣợc sử dụng rộng rãi để ƣớc lƣợng giá trị
dinh dƣỡng của thức ăn. Phƣơng pháp in vitro sinh khí đƣợc sử dụng để dự đoán nhiều
chỉ tiêu khác nhau trong đánh giá thức ăn Menke el al., (1979) lần đầu tiên đề xuất và
sử dụng in vitro sinh khí để dự đoán tỉ lệ lên tiêu hóa in vitro và năng lƣợng trao đổi
(ME). Kỹ thuật in vitro sinh khí đƣợc nghiên cứu để ứng dụng trong việc xác định tiêu
hóa thức ăn với ƣu điểm nhanh và tiện nghi hơn. Gần đây hơn ngƣời ta quan tâm nhiều
đến hiệu quả sử dụng thức ăn của gia súc cũng nhƣ là đóng góp sự sinh khí mêtan, để
làm giảm khí mêtan trong quá trình chăn nuôi. (Phan Navy, 2010)
Theo các nghiên cứu gần đây tại bộ môn Chăn Nuôi, Khoa Nông Nghiệp và
Sinh Học Ứng Dụng, trƣờng Đại học Cần Thơ thì chất tannin đƣợc xác định bằng
phƣơng pháp:
Định lƣợng tannin bằng phƣơng pháp Lowenthal I J.Lowenthal (1960)[34] cho
kết quả tốt, dễ áp dụng và giá thành hạ (Nguyễn Văn Trƣờng, 2011)
Phƣơng pháp phân tích bằng quang phổ có độ nhạy cao và chính xác với nồng
độ tƣơng đối thấp và chƣa đƣợc nghiên cứu tại trƣờng Đại học Cần Thơ để đánh giá
hiệu quả và ứng dụng trong phân tích tannin.

Do đó, chúng tôi tiến hành đề tài “Nghiên cứu quy trình phân tích tannin trong
thực vật bằng phƣơng pháp quang phổ và ảnh hƣởng của tannin lên sự sinh khí
mêtan”
Mục đích đề tài:


Xác định quy trình phân tích tannin trong thực vật bằng phƣơng pháp quang
phổ so với phƣơng pháp Lowenthal I và phƣơng pháp Lowenthal II.
Đánh giá sự phân hủy thực vật có chứa tannin trong điều kiện in vitro và ảnh
hƣởng của tannin lên sự sinh khí mêtan.


CHƢƠNG 2
CƠ SỞ LÝ LUẬN
2.1 Tannin[10] [11] [12] [33]
2.1.1 Định nghĩa
Tannin là hợp chất ester giữa đƣờng glucose và một nhóm chất khác (thƣờng là một
phức hợp của axit phenolic hoặc axit oxyphenolic). Nếu đem thủy phân ra ta thu đƣợc đƣờng
glucose và một thành phần khác không phải đƣờng đó là axit gallic, nhƣ thế ta gọi là
“gallotannins”. Ngoài ra còn có một loại tannin khác gọi là “ellagitannins” nếu cắt liên kết ra
ta thu đƣợc axit elgalic.
Theo Kumar và Mello (1995) thì tannin là những hợp chất có chứa pheonlic hòa tan, có
phân tử lƣợng lớn hơn 500, có khả năng kết tủa với gelatin và protein trong môi trƣờng
nƣớc. Trong thực vật có hai loại tannin: một loại tannin có khả năng thủy phân gọi là
hydrolyzable tannins (HTS) và một loại không có khả năng thủy phân gọi là condensed
tannins (CTS).
Dựa vào cấu trúc hóa học, tannin đƣợc phân thành hai loại:
Hydrolyzable tannins (HTS) tác động đến dinh dƣỡng của động vật .
Tannin đặc (PAS) proanthocyanidins không có khả năng thủy phân.
Gallic axit có nguồn gốc từ axit quinic.

Hình 2.1: Gallic axit[38]
Ellagitannins hình thành từ ester của axit hexahydroxydiphenic do nối oxy hóa của
gallic axit gắn với d-glucose.


Proanthocyanidins (PAS) đƣợc sinh tổng hợp từ flavan-3,4-diol và flavan-4-ol.
Khi autoxidation ở điều kiện thiếu nhiệt độ, chúng tạo thành anthocyanidin và
deoxyanthocyanidin-3.

Hình 2.2 Axit hexahydroxydiphenic[33] [37]

Hình 2.3: Hợp chất của flavan-3,4-diols[33] [37] [38]


Đặc điểm của tannin: hợp chất oligomeric đƣợc nối với các đơn vị cấu trúc gồm
nhiều phenolic tự do, có trọng lƣợng phân tử khác nhau từ 500 đến 20000, hòa tan
trong nƣớc, liên kết với các protein không hòa tan hoặc protein hoà tan tạo thành
tannin - protein.
Phenolic chiếm 10-20% trọng lƣợng lá khô trong các loại cây thân bụi nhiệt đới
(Lowry and Thahar, 1983) và nó có thể dao động từ 13–50%. Bản chất hóa học của
phenolic là một vòng nhân thơm phenol có chứa nhóm hydroxyl, nó đƣợc tìm thấy khá
rộng trong thực vật, khi thủy phân tannin ta cũng đƣợc axit phenolic. Trong tự nhiên
có rất nhiều dẫn xuất thuộc loại axit phenolic. Phenolic có tác dụng ức chế sự phát
triển của vi sinh vật thông qua tác dụng bịt kín các trung tâm hoạt động của enzyme.

((A)Gallotannin, (B) Ellagitannin, (C) Ellagic acid, (D) Hexahydroxyphenic acid and (E) Gallic acid
Nguồn: Mueller and Harvey (2001)

Hình 2.4: Một số dẫn xuất của phenolic[33] [37] [38]

Tannin làm co các tế bào niêm mạc, giảm đáng kể sự hấp thu còn phenolic thì ức chế
men tiêu hóa, kết quả cuối cùng làm giảm đáng kể sự tiêu hóa thức ăn. Một số dẫn
xuất của axit phenolic trong thực vật:
Hydrolysable tannins (HTS): gồm các phân tử với một polyol (thông thƣờng dglucose). Các nhóm hydroxyl của carbohydrates ester hóa một phần hoặc hoàn toàn
với các nhóm phenolic nhƣ axit gallic (gallotannins) hoặc axit ellagic (ellagitannins).
Gallotannins: các nhóm phenolic với nối đôi đƣợc nhị trùng hợp tạo thành sản
phẩm cao hơn các axit gallic (mỗi monome duy nhất đƣợc gọi là galloyl). Mỗi phân tử
HT (Hydrolyzable tannin) thƣờng bao gồm một glucose-d từ 6 đến 9 nhóm galloyl.
Ellagitannins: các nhóm phenolic thuộc axit hexahydroxydiphenic tự khử nƣớc
và chuyển sang hình thức lacton tạo thành axit ellagic có trọng lƣợng phân tử từ 2000 5000.
Trong cùng điều kiện, proanthocyanidins (tannin đặc) không thủy phân. HTS
cũng đƣợc thủy phân bằng nƣớc ở nhiệt độ cao hoặc các enzyme (tức là tanase).
Proanthocyanidins (PAS): PAS là những phần tử hoặc các polymer của
flavonoid (tức là flavan-3-ol) đƣợc liên kết bằng carbon-carbon nên không bị phân cắt khi
thủy phân proanthocyanidins có nguồn gốc từ axit xúc tác, do phản ứng oxy hóa tạo
thành anthocyanidins khi đun nóng PAS trong môi trƣờng có tính axit. Các
anthocyanidins phổ biến nhất đƣợc sản xuất là cyaniding (flavan-3-ol từ procyanidin)
và delphinidin (từ prodelphinidin). PA (proanthocyanidin) polymer có cấu trúc phức
tạp vì flavonoid có thể khác nhau đối với một số nhóm thế. Tùy thuộc vào cấu trúc hóa
học và mức độ trùng hợp, PAS có thể hoặc không có thể hòa tan trong dung môi hữu
cơ.
2.1.2 Tính chất[10] [11] [12] [33]
Tannin phân bố rộng trong các loài thực vật, tập trung nhiều ở các họ rau răm
(polygonaceae), hoa hồng (rosaceae), đậu (fabaceae), sim (myrtaceae), cà phê
(rutaceae) và có mặt ở nhiều bộ phận của cây: rễ, thân rễ (đại hoàng), vỏ (chiêu liêu),
lá trà, hạt cau, vỏ (quả) măng cụt…
Theo quan điểm hóa sinh hiện đại, tannin là hỗn hợp của các hợp chất phenol thực vật
bao gồm các chất phenol đơngiản (polyhydroxyphenol ở monomer) đến các hợp chất

polyphenol polymer phân tử lớn và cả các sản phẩm oxy hóa ngƣng tụ còn tính phenol
của


chúng. Các loại tannin thực vật thu đƣợc từ các nguồn thực vật khác nhau luôn
có thành phần là tổ hợp cấu tử khác nhau. Tuy nhiên, ngoài những đặc tính riêng vốn
có của những loại tannin, chúng vẫn có chung một số tính chất cơ bản giống nhau vì
bản chất của chúng là một hỗn hợp các chất phenol thực vật.
Tính chất vật lý
Ở dạng tinh khiết, tannin là chất kết tinh hay vô định hình, làm săn se da, có vị
chát đắng ở mức độ khác nhau (axit tannic, gallotanin, axit gallotanic), một số
polyphenol tồn tại phổ biến trong thực vật có khả năng tạo liên kết bền vững với
protein và một số hợp chất cao phân tử thiên nhiên (xenlulozơ, pectin). Cuối thế kỷ
XVIII, tannin là tên gọi của dung dịch nƣớc chiết xuất ra từ nhiều loại cây, dùng để
thuộc da. Hiện nay, tannin là tên gọi của những hợp chất gặp trong thiên nhiên có chứa
một số lớn các nhóm hyđroxyphenolic, có khối lƣợng phân tử từ 500 đến 3000. Thành
phần hoá học của tannin rất phức tạp và không đồng nhất. Công thức thực nghiệm của
corilagin là C27H24O18. Ở 210-215oC nó phân huỷ phần lớn thành pirogalol và CO2.
Tannin có trong vỏ, trong gỗ, trong lá và trong quả của những cây nhƣ sồi, sú, vẹt,...
Tính chất hóa học
Tannin hòa tan trong dung môi hữu cơ nhƣ rƣợu, eterethyl, axeton,
ethylaxetat, phần lớn không tan trong benzen, eter dầu hỏa và chloroform. Các nhóm
chất trong hỗn hợp tannin thực vật cũng có tính tan khác nhau. Do đó, lợi dụng tính
chất này ngƣời ta có thể tách riêng từng nhóm chất phenol ra khỏi hỗn hợp
phenol.Tannin tác dụng với dung dịch FeCl3, tannin sẽ tạo thành kết tủa màu xanh nhạt
hay xanh thẩm phụ thuộc vào số lƣợng các nhóm hydroxyphenol có trong phân tử.
Tính chất dùng để định tính tannin và phân biệt hai loại tanninpyrogallic và
tanninpyrocatechic. Khi tác dụng với kali bicromat hoặc axit cromic, tannin sẽ tạo
thành kết tủa màu xanh nhạt.
Tannin tác dụng với gelatin, protein, alkaloid và một số hợp chất hữu cơ khác

có tính kiềm tạo thành các hợp chất kết tủa tƣơng ƣớng. Tính chất này của tannin có ý
nghĩa quan trọng ở chỗ chúng đƣợc dùng để kết tủa protein trong công nghệ thuộc da,
khử độc khi bị nhiễm alkaloid và khi cần thiết có thể kết tủa loại bỏ tannin ra khỏi
dung dịch.


Hình 2.5: Tanninpyrogallic[33]
2.1.3 Công dụng [36] [37][38]
Trong công nghiệp: từ xƣa, ngƣời ta biết sử dụng tannin để thuộc da, bảo vệ
chất đạm chống lại sự lên men phân giải của vi khuẩn. Sở dĩ, tannin thuộc da đƣợc là
do cấu trúc hóa học của tannin có nhiều nhóm hydroxy tạo nhiều dây nối hydro với các
mạch polypeptid của protein trong da. Phân tử tannin càng lớn thì sự kết hợp này chặt
chẽ. Các loài thực vật đƣợc sử dụng để thuộc da là vỏ cây keo, vỏ cây gỗ sồi, vỏ cây
bạch đàn, vỏ cây bạch dƣơng, vỏ cây liễu, cỏ cây thông.
Trong y dƣợc: tannin là hợp chất có khá nhiều ứng dụng trong điều trị: do có
tính tạo kết tủa với protein, khi tiếp xúc với niêm mạc, da bị tổn thƣơng hay vết loét,
tannin sẽ tạo một màng mỏng, làm máu đông lại, ngừng chảy nên ứng dụng làm thuốc
đông máu và thuốc săn se da. Tannin có tính kháng khuẩn, kháng virus, đƣợc dùng
trong điều trị các bệnh viêm ruột, tiêu chảy mà búp ổi, búp sim, vỏ ổi và vỏ măng cụt
là những dƣợc liệu tiêu biểu đã đƣợc nhân gian sử dụng. Phối hợp với tính làm săn se,
tannin còn đƣợc dùng để làm thuốc súc miệng khi niêm mạc miệng, họng bị viêm loét
hoặc chữa vết loét do ngƣời bệnh nằm lâu.
Tannin tạo kết tủa với các alkaloid và các muối kim loại nặng nhƣ chì, thủy
ngân, kẽm…nên làm giảm sự hấp thu của những chất này trong ruột, vì vậy đƣợc ứng
dụng để giải độc trong những trƣờng hợp ngộ độc alkaloid và kim loại nặng. Cũng vì
lý do này, không nên uống thuốc với nƣớc trà.
Trong bào chế hiện đại tannin đƣợc tinh chế rồi bào chế thành những chế phẩm
nhƣ dung dịch có nồng độ 1–2% hoặc thuốc bột, thuốc mỡ dùng ngoài 20%. Tuy nhiên,
khi dùng để uống tannin có thể kích ứng niêm mạc miệng, thực quản, dạ dày, gây khó
chịu và rối loạn tiêu hóa. Tannin đƣợc dùng làm chất cầm màu trong nhuộm vải bông,

thuốc chữa bỏng (bôi dung dịch nƣớc của tannin lên chỗ bỏng, da sẽ chóng lành), làm
tiêu độc (vì tannin có thể kết hợp với các độc tố do vi khuẩn tiết ra, cũng nhƣ với các
chất độc khác nhƣ muối bạc, muối thuỷ ngân, muối chì). (Thuốc và sức khỏe, số 298,
15/12/2005)
Theo PGS.TS Lê Tự Hải (2010) đã nghiên cứu thành công việc chiết tách hợp
chất polyphenol từ cây chè, cây đƣớc để chống ăn mòn kim loại. Kết quả nghiên cứu


đề tài cho thấy hợp chất polyphenol nhóm tannin tách ra từ một số loài thực vật nhƣ lá
chè, vỏ cây đƣớc có thể đƣợc sử dụng để làm chất ức chế thân thiện trong môi trƣờng
chống ăn mòn kim loại và làm lớp lót cho màng sơn nhằm thay thế các lớp lót truyền thống
gây độc hại môi trƣờng. Nghiên cứu ăn mòn kim loại và giải pháp chống ăn mòn kim loại đã
và đang là vấn đề đƣợc nhiều nhà khoa học quan tâm. Một số chất ức chế truyền thống

nhƣ cromat, photphat đã đƣợc sử dụng từ lâu trong ngành công nghiệp, tuy nhiên, do
tính chất độc hại với môi trƣờng nên các chất này không còn đƣợc sử dụng. Việc sử
dụng các nguồn nguyên liệu này không chỉ làm tăng giá trị sử dụng của các loài thực
vật có chứa tannin mà còn trực tiếp cải thiện thu nhập cho nông dân.
(TTXVN/Vietnam, 2010)

2.2 Ảnh hƣởng của tannin đến hoạt động sinh lý của gia súc[22] [26] [33] [36]
2.2.1 Ảnh hƣởng đến sự tiêu hóa của gia súc
Tannin hoạt động nhƣ một cơ chế và có tác dụng bảo vệ nhằm chống lại các
mầm bệnh xảy ra đối với thực vật. Tuy nhiên, tannin ảnh hƣởng không tốt khi vật nuôi
tiêu thụ nó. Tannin ảnh hƣởng khả năng tiêu hóa và ảnh hƣởng đến sự hấp thu khi vật
nuôi ăn nó. Các thay đổi này tùy thuộc hàm lƣợng tannin có trong thực vật và phụ
thuộc vào đặc điểm nhƣ khả năng tiêu hóa, nuôi dƣỡng, kích thƣớc cơ thể, và cơ chế
giải độc. Sự có mặt của tannin trong một vài loại cây cỏ làm thức ăn gia súc có ảnh
hƣởng quan trọng, không những làm giảm khả năng tiêu hóa, mà còn làm giảm tính
ngon miệng của vật nuôi, làm thay đổi trao đổi chất trong dạ cỏ và gây độc hại cho vật

nuôi.
Bảng 2.1: Ảnh hƣởng kháng dinh dƣỡng của tannin trong một số cây thức ăn gia súc

Động
vật
tannin nhiễm
Loại

Nguồn thức ăn

Ảnh hƣởng trên chất dinh dƣỡng

Acacia aneura

CT

Cừu

Giảm tiêu hóa N, giảm hấp thu S, giảm
sinh trƣởng.

A. cyanophylla

CT

Cừu

Giảm sự lấy thức ăn, tiêu hóa N, giảm
trọng.

Lespedeza
cuneata

CT

Cừu

Giảm sự lấy thức ăn và tiêu hóa ADF,
NDF, cellulose và N.


Nguồn: Kumar and Mello (1995)

2.2.2 Ảnh hƣởng đến sự tăng trƣởng và phát triển của gia súc

[22] [26] [28] [33] [36]

Tannin có tác động lớn về dinh dƣỡng động vật vì nó có khả năng tạo thành
phức hợp với nhiều loại phân tử nhƣ: carbohydrates, protein, polysaccharides, màng tế
bào vi khuẩn, enzyme tham gia vào các protein và carbohydrates tiêu hóa và thức ăn
tiêu hóa.
Carbohydrates tiêu hóa
Một số nghiên cứu đã chứng minh rằng tannin làm giảm chất hữu cơ và nó sẽ
tiêu hóa chất xơ. Tỷ lệ tiêu hóa thấp là kết quả của sự tƣơng tác giữa tannin với
enzyme cellulase và vi khuẩn dạ cỏ. Trong một số trƣờng hợp tỷ lệ tiêu hóa chất xơ
thấp hơn có thể là kết quả của việc thiếu nitơ lên men do sự phức hợp protein của
tannin.
Hydrolizable tannins
Hydrolizable tannins cũng ảnh hƣởng không tốt với động vật nhai lại. Động
vật bị ngộ độc khi ăn gỗ sồi và một số cây họ đậu nhiệt đới (ví dụ: terminalia tủy

và clidema cỏ sữa lớn lá) do có chứa hàm lƣợng tannin cao. Vi sinh vật trao đổi chất
và tiêu hoá trong dạ dày, sau đó chuyển hóa thành HTS có trọng lƣợng phân tử
thấp. PAS không đƣợc hấp thụ trong đƣờng tiêu hóa, gây hại niêm mạc của đƣờng tiêu
hóa, giảm sự hấp thu các chất dinh dƣỡng, làm giảm sự hấp thu của amino axit cần
thiết. Thƣờng là các axit amin methionine và lysine. Giảm methionine có thể làm tăng
độc tính của cyanogenic glycosides, bởi vì methionine tham gia vào quá trình và làm
giảm độc tính của xyanua thông qua methyl hóa để tạo thành thiocyanate. Khi vật nuôi
ăn thức ăn với mức độ tannin dƣới 5% thì làm giảm tỷ lệ tăng trƣởng, khả năng hấp
thu protein thấp, gây thiệt hại cho màng niêm mạc của đƣờng tiêu hóa, thay đổi trong
sự bài tiết của các cation nhất định, tăng bài tiết của các protein và axit amin thiết yếu.
Trong gia cầm số lƣợng nhỏ tannin trong chế độ ăn gây ra tác dụng phụ:
Mức độ 0,5-2% có thể làm giảm sự tăng trƣởng và sản lƣợng trứng.
Mức độ 3-7% có thể gây tử vong.


Nguồn: Kumar and Mello ,(1995)

Ở động vật nhai lại, mức độ tannin vƣợt quá 6% sẽ ảnh hƣởng đến chế độ ăn
uống, mức tăng trƣởng và năng suất sữa. Việc bổ sung thêm protein hoặc axit amin có
thể làm giảm bớt những tác động của tannin. Tuy nhiên, tannin có hoạt tính sinh học
và có thể phản ứng với các enzyme tiêu hóa hoặc các protein khác, làm giảm hấp thu
đƣờng ruột và giảm tăng trƣởng. Tannin kết hợp với tuyến nƣớc bọt trong miệng vật
nuôi làm giảm tính ngon, do đó làm giảm khả năng hấp thu. Tuy nhiên, sự ảnh hƣởng
của tannin còn phụ thuộc vào loại thức ăn mà vật nuôi ăn, mỗi loại thức ăn có lƣợng
tannin khác nhau nên ảnh hƣởng lên vật nuôi cũng khác nhau. (Hagerman and Butler,
1991)
Tannin có thể ức chế các enzyme tiêu hóa, ức chế trực tiếp đến vi khuẩn trong
dạ cỏ. Độ pH trung tính trong dạ cỏ tạo điều kiện cho sự hình thành phức hợp tanninprotein. Mặc khác, tannin cũng liên kết với carbohydrates. Một số polyphenol có trọng
lƣợng phân tử thấp có thể dễ dàng bị phân hủy trong dạ cỏ. Theo Murray et al., (1973)
đã kết luận rằng polyphenol có trọng lƣợng phân tử thấp nó sẽ ức chế vi khuẩn trong

dạ cỏ, nhƣng các nhóm đƣờng thƣờng đƣợc liên kết với phenol tự do có thể dễ dàng
lên men và kích thích trong quá trình lên men in vitro. Phức hợp tannin có trong thức
ăn đƣợc chuyển vào dạ múi khế, một số protein kết hợp với tannin có thể phân ly trong
môi trƣờng axit và protein này bị phân hủy.
Đặc biệt, tiêu thụ tannin ở mức độ cao có thể làm chết động vật nhai lại. Ví dụ:
tiêu thụ hàm lƣợng tannin trong lá sồi ở miền Bắc Ấn Độ là nguyên nhân làm cho gia
súc chết. Tannin phản ứng với protein và các đại phân tử khác tạo nên các mối liên kết
chéo. Khi tế bào thực vật đứt vỡ, tannin tác dụng với protein thực vật tạo thành hợp
chất bền vững và không tan trong điều kiện pH từ 3,5-7. Tuy nhiên, hợp chất này
không bền vững, bị phá vỡ và tiêu hóa một cách dễ dàng bởi các enzyme trong dạ dày
đơn (pH < 3) và dịch tụy (pH = 8-9). Sự phân giải hợp chất này trong dạ múi khế và
ruột non sẽ giải phóng protein. (Nguyễn Xuân Trạch, 2004).


Tannin làm giảm độ hòa tan và phân giải protein ở dạ cỏ và tăng số lƣợng axit
amin không thay thế do đó làm tăng khả năng hấp thu trong ruột non. Phản ứng giữa
tannin với protein trong thức ăn phụ thuộc vào nồng độ, cấu trúc và khối lƣợng phân
tử của tannin, tỷ lệ tannin/protein trong thức ăn và cấu trúc phân tử protein. Tuy nhiên
mức tannin thấp (20-40 g/kg vật chất khô thức ăn) làm tăng hiệu quả sử dụng protein
của gia súc thì ở mức cao hơn (40g/kg vật chất khô thức ăn) lại làm giảm lƣợng thức
ăn ăn vào, giảm tỷ lệ tiêu hóa xơ trong dạ cỏ, thậm chí giảm tiêu hóa cả protein.
(Nguyễn Xuân Tranh, 2004).
Bảng 2.2: Ảnh hƣởng kháng dinh dƣỡng của tannin trong một số cây thức ăn
gia súc nhiệt đới

Loại
Nguồn thức ăn
tannin

Động

vật

Ảnh hƣởng trên chất dinh dƣỡng

nhiễm

A. nicolica

CT

Cừu

Giảm tiêu hóa N, giảm hấp thu NDF,
giảm sinh trƣởng thấp.

Robinia
Pseeudoacacia

CT

Chuột,
thỏ

Giảm tiêu hóa protein, giảm tăng
trƣởng, giảm hấp thu trao đổi chất.

Lotus
corniculatus

CT

Cừu

Ức chế tiêu hóa carbohydrate dạ cỏ,
giảm tăng trọng.

Arachis
hypogaea

CT

Bê đực

Giảm tiêu hóa protein và tăng trọng.

Nguồn: Kumar and Mello, (1995)

2.2.3 Ảnh hƣởng của tannin lên khả năng giảm khí mêtan ở dạ cỏ mà tăng nguồn
bypass protein ở gia súc nhai lại
Trong điều kiện yếm khí ở dạ cỏ phản ứng oxy hóa thƣờng lấy năng lƣợng ở
dạng adenosin triphosphat (ATP) và giải phóng ra hydro, tích lũy ion hydro trong quá
trình trao đổi chất của vi sinh vật dạ cỏ và tránh đƣợc quá trình sinh tổng hợp CH4 bởi
những vi khuẩn sinh mêtan (Mara et al., 2008). Đây là quy trình bình thƣờng trong quá
trình lên men ở dạ cỏ. Lƣợng hydro giải phóng phụ thuộc chủ yếu vào khẩu phần và vi


sinh vật dạ cỏ vì vi sinh vật lên men thức ăn tạo ra các sản phẩm khác nhau và không
tƣơng đƣơng với lƣợng hydro tạo ra (Martin et al., 2008). Ví dụ, việc tạo ra propionic
axit thì tiêu thụ hydro nhƣng tạo ra axit acetic và butyric axit lại giải phóng hydro
(Martin et al., 2008).

Quá trình sinh mêtan ở dạ cỏ là cơ chế tạo điều kiện cho dạ cỏ tránh đƣợc sự
tích lũy quá nhiều hydro (Martin et al., 2008). Hydro tự do sẽ ức chế enzyme, khử
hydro (dehydrogenases) và ảnh hƣởng đến quá trình lên men (Martin et al., (2008).
Sử dụng hydro và CO2 để tạo ra CH4 là một đặc tính đặc biệt của nhóm vi khuẩn sinh
mêtan. Nhóm vi khuẩn này tƣơng tác với các nhóm vi sinh vật khác trong dạ cỏ để
tăng hiệu quả sử dụng năng lƣợng và kéo dài tiêu hóa thức ăn (Martin et al., 2008).
Tƣơng tác này tích cực đối với nhóm vi sinh vật phân giải xơ (Ruminococcus albus
and R. Flavefaciens), không phân giải xơ (Selenomonas ruminantium), protozoa, và
nấm theo (Mc. Allister et al.,1996). Hai yếu tố quan trọng làm giảm thiểu mêtan ở
gia súc nhai lại là giảm sinh hydro nhƣng không đƣợc ảnh hƣởng đến lên men thức
ăn trong dạ cỏ. Giảm thiểu mêtan phải đi liền với con đƣờng trao đổi chất tiêu thụ
hydro để tránh hiệu quả tiêu cực khi có quá nhiều hydro trong dạ cỏ (Martin et al.,
2008). Đối với các thức ăn chứa tannin, việc ức chế quá trình sinh mêtan chủ yếu là
do tannin đậm đặc. (Martin et al., 2008).
Theo Tavendale (2005) có hai cơ chế hoạt động của tannin ảnh hƣởng trực tiếp
đến quá trình tạo mêtan và ảnh hƣởng gián tiếp đến việc tạo ra hydro do tỷ lệ phân giải
thức ăn ở dạ cỏ thấp hơn. Saponins cũng ức chế sinh mêtan ở dạ cỏ, cơ chế hoạt động
của saponins liên quan đến ảnh hƣởng ức chế sự phát triển protozoa (Newbold et al.,
1997). Tuy nhiên ảnh hƣởng này thƣờng khá ngắn (Koenig et al., 2007). Saponins có
tác dụng diệt protozoa trong điều kiện in vitro (Wallace et al., 1994; Navas and
Camacho et al., 1993), vì vậy đây có thể là tác nhân làm giảm CH4. Theo Beauchemin
et al (2008) chứng minh saponins làm giảm CH4 nhƣng không phải tất cả các loại
saponins. Theo Mc. Allister and Newbold (2008) dịch tiết từ tỏi cũng có thể giảm CH4.
Theo Kempton and ctv, (1978) bypass protein dễ tiêu là phần của bypass
protein mà nó bị phân giải và đƣợc hấp thu từ bên trong dạ cỏ. Những protein đƣợc
bảo vệ thì không đƣợc lên men trong dạ cỏ mà cũng không đƣợc tiêu hóa ở ruột non.
Nguyên nhân chính là do tannin có trong thức ăn, nó liên kết và gây biến tính protein
làm cho vật nuôi rất khó tiêu hóa và đƣợc bài tiết vào phân theo Kempton và ctc.,
(1978).

2.3 Các phƣơng pháp phân tích tannin
2.3.1 Định lƣợng tannin bằng phƣơng pháp quang phổ so màu


a) Nguyên tắc chung: để xác định một chất bất kì, ta có thể tìm cách đo một
tín hiệu bất kì có liên quan trực tiếp hoặc gián tiếp với chất đó. Phƣơng pháp phân tích
do quang có nhiệm vụ nghiên cứu xác định các chất dựa trên do đạc các tín hiệu bức
xạ điện từ và tác dụng tƣơng hỗ của bức xạ này với chất nghiên cứu.
b) Ƣu điểm
Khả năng cho kết quả tốt và tính chính xác cao
Áp dụng đƣợc cho khoảng giá trị rộng của chất phân tích
Hoá chất tiêu hao với lƣợng ít
2.3.2 Định lƣợng tannin bằng phƣơng pháp Lowenthal I[33] [34]
a) Nguyên tắc: tannin dễ bị oxy hóa bởi KMnO4 trong môi trƣờng axit với
chất chỉ thị indigocarmin sẽ tạo thành CO2 và H2O, đồng thời làm mất màu xanh của
indigocarmin. Quá trình trên có thể biểu diễn bằng sơ đồ phản ứng sau:
Tannin + KMnO4

Indigocarmin

CO2 + H2O

b) Ƣu điểm
Quy trình kỹ thuật đơn giản, dễ thực hiện
Thiết bị đơn giản
Hàm lƣợng tannin thu đƣợc cao
Tiết kiệm thời gian, ít tốn kém dung môi và hóa chất
Sử dụng đƣợc cho mọi nguyên liệu có chứa tannin
Mẫu thu đƣợc ít bị biến đổi màu khi chiết
c) Khuyết điểm

Thời gian bảo quản mẫu sau khi chiết ngắn
Ảnh hƣởng bởi nhiệt độ, than hoạt tính, dung môi
Phụ thuộc vào kích thƣớc của mẫu lấy
2.3.3 Định lƣợng tannin bằng phƣơng pháp Lowenthal II[33] [34]


a) Nguyên tắc Phƣơng pháp dựa vào tính chất tannin dễ tan trong nƣớc nóng
và có tính khử nên có thể dùng nƣớc nóng để chiết tannin ra khỏi nguyên liệu, rồi dùng
kali permanganat chuẩn độ tannin với sự có mặt của chất chỉ thị indigocarmin.
b) Ƣu điểm
Quy trình kỹ thuật đơn giản, dễ thực hiện
Thiết bị đơn giản
Hàm lƣợng tannin thu đƣợc cao
Tiết kiệm thời gian
Sử dụng đƣợc cho mọi nguyên liệu có chứa tannin
Mẫu thu đƣợc ít bị biến đổi màu khi chiết
c) Khuyết điểm
Thời gian bảo quản mẫu sau khi chiết ngắn
Ảnh hƣởng bởi nhiệt độ, dung môi
Phụ thuộc vào kích thƣớc của mẫu lấy
Tốn kém mẫu, dung môi và hóa chất
2.3.4 Đánh giá tỷ lệ tiêu hoá bằng phƣơng pháp in vitro[3]
Khả năng sử dụng xơ thực vật của gia súc nhai lại dựa trên cấu trúc của đƣờng
tiêu hoá và vi sinh vật cộng sinh, nhƣng cũng cần phải dựa trên cấu tạo của răng,
miệng, tuyến nƣớc bọt và kích thƣớc của gia súc. Hoạt động phân huỷ xơ có tƣơng
quan rất chặt chẽ với trọng lƣợng cơ thể, thời gian giữ lại thức ăn trong đƣờng tiêu
hoá. Theo Udén and Van Soest, (1984); Van Soest and ctv, (1987) cũng chỉ ra tỷ lệ
tiêu hoá của xơ có liên quan với thời gian giữ lại thức ăn trong đƣờng tiêu hoá. Phƣơng
pháp in vitro đánh giá rất xác thực hiệu quả sử dụng thức ăn của gia súc, thức ăn đƣợc
ăn vào giữ lại trong đƣờng tiêu hoá rồi hấp thu, phần còn lại thải theo phân.

Phƣơng pháp này chƣa nêu đƣợc các chất dinh dƣỡng sau khi vào cơ thể sẽ đi
đâu và sử dụng vào mục đích gì, nhƣng nó cũng đã nêu đƣợc mối quan hệ giữa thức ăn
và con vật, nghĩa là thức ăn sau khi vào cơ thể con vật đƣợc tiêu hóa nhiều hay ít sẽ là
cơ sở để so sánh các loại thức ăn với nhau. Việc xác định tỷ lệ tiêu hoá theo phƣơng
pháp này đòi hỏi phải thu nhặt phân hằng ngày, xác định lƣợng thức ăn tiêu thụ hằng
ngày cùng lƣợng phân thải ra, phân tích thành phần hóa học của thức ăn tiêu thụ và